DE2359431A1 - Verfahren zur herstellung eines mit einem metallbelag versehenen isolierstoffbandes fuer elektrische kondensatoren - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines mit einem metallbelag versehenen isolierstoffbandes fuer elektrische kondensatorenInfo
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Description
Li c ent i a Patentverwaltungs-GmbH
6000 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1
Nr. N 73/16 27.II.I973 - PT-N-Hs/rh
Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallbelag versehenen
Isolierstoffbandes für elektrische Kondensatoren.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines mit einem. Metallbelag versehenen Isolierstoffbandes für elektrische Kondensatoren, das an einer Bandkante eine vom Metallbelag
freie Eandzone und der Metallbelag dort einen Randstreifen mit hohem Widerstand aufweist.
Sin mit einem derartigen Metallbelag versehenes Dielektrikum für
Kondensatoren ist aus der DT-PS zP?0 5^0 bekannt. Der Randstreifen
besteht dabei beispielsweise aus Widerstandsmaterial in Pulverform, z.B. aus Graphit, das mit Klebemittel versetzt aufgetragen
vjird oder der Metallbelag selbst ist am Rand so verdünnt, daß dadurch
der hohe Widerstand entsteht. Hierdurch sollen die zur Zerstörung des Kondensators führenden Randentladungen vermieden werden.
Es hat sich nun gezeigt, daß der Randstreifen mit hohem Widerstand
bei Vorwendung von Aluminium als Metallb.elag extrem dünn und die
Schichtdicke unter 100 1 sein muß. Derartige dünne Schichten können
jedoch wegen der Toleranz der Schichtstärken, die mit den
üblichen Herstellungsverfahren erzielbar sind, nicht eingehalten
werden. Hierdurch wird die Wirkung des Randstreifens in Frage (jestellt.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden,,
einen Randstreifen hohen Wid erstand es und .enger Toleranz in einfacher Weise herzustellen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zumindest der Randstreifen aus einem Metall, insbesondere Aluminium, mit einer
Stärke von kleiner 25Ο & aufgebracht wird, das anschließend
durch einen elektrochemischen und/oder chemischen und/oder Temperaturprozeß
bei Gegenwart von Sauerstoff und/oder Wasser in eine hochohmige Verbindung,überführt wird.
BeispielsX'/eise treten durch lokale Erhitzung des Randstreifens
des Aluminiumbelages unter Einwirkung von Sauerstoff und atmosphärischem oder zusätzlichem Wasserdampf chemische Reaktio-
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•Α.
nen ein, durch die das Aluminium zumindest teilweise in nicht
leitendes Aluminiumoxid und/oder bzw. schlecht leitendes Aluminiumhydroxid
übergeführt wird, so da3 mit fortschreitender Umwandlung
des Aluminiums der Randstreifen immer hochohmiger und schließlich sogar vollkommen nichtleitend wird. Es entstehen dann Verbindungen
der Art Al9O .nII9Ö und (Al9Ox) .Al1 . .
Derselbe Effekt tritt ein, wenn im Randstreifen hohe Stromdichten
auftreten, wobei offenbar eine Art Formierprozeß, z.B. eine anodische Oxidation, stattfindet, durch den dieselben Aluminium-Sauerstoffverbindungen
gebildet werden. Bei der hohen Stromdichte können dabei lokale Erhitzungen auftreten, so da 13 sich der oben genannte
Prozeß mit dem durch hohe Stromdichte erzeugten überlagert. Gegebenenfalls können beide Prozesse je nach gewünschtem Schichtaufbau
gleichzeitig oder nacheinander angewandt werden, um z.B. in einer ersten Phase ein Hydroxid und in 'der zweiten Phase ein Oxid
zu bilden oder umgekehrt.
Eine lokale Erhitzung wird" z.B. dadurch erreicht, da^ bei Anleger,
von Spannung an den Handstreifen, bzw. den gesamten Metallbelag,
im Bereich des Randstreifens eine hohe Feldstärke vcr allem zwischen
Sandstriefen und einem Gegenbelag auftritt und der'dadurch
verursachte Strom zu einer starken Erhitzung des Metallrandes führt, wenn die Ableitung der Wärme durch einen genügend dünnen
Metallbelag begrenzt wird.
Ähnliche Reaktionen und Verbindungen entstehen bei Verwendung von Titan, Tantal, Zirkon, Kupfer und anderen Metallen, die durch
Oxidation in schlechter oder nichtleitende Verbindungen überführbar
sind.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
beschrieben*
Fig. 1 zeigt ein Kondensatorband mit einem gleichmäßig dünnen
Metallbelag,
Fig. 2 ein Kondensatorband mit einem dünnen Randstreifen und einen ansonsten dickeren Metallbelag.
Fig. 2 ein Kondensatorband mit einem dünnen Randstreifen und einen ansonsten dickeren Metallbelag.
Mit 1 ist ein Isolierstoffband, z.B. aus Papier, Vinylacetat,
Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polyamid oder einem anderen geeigneten Material bezeichnet, dessen Oberfläche mit einem Metallbelag
2 aus Aluminium versehen ist, dessen Stärke kleiner als 25Ο 1 büträgt. Vorzugsweise wird der Metallbelag 2 durch Aufdampfen
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, 2359Α31
im Vakuum oder durcli Reduktion von Metallsalzen hergestellt. Auf
der Unterseite ist ein Gegenbelag 3 vorgesehen, der als Einzelfolie oder ebenfalls als Metallbelag eines zweiten nicht dargestellten
Isolierstoffbandes ausgebildet sein kann.
Bei Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen Metallbelag 1 und G-egenbelag 3 tritt in dem dann als Dielektrikum wirkenden
Isolierstoffband 1 eine elektrische Feldstärke If auf.
Erfindungsgemäß ist ein Randstreifen 4 des Metallbelages 1 durch
Erhitzen, anodische Oxidation, Anlegen einer entsprechenden Spannung
oder dergl. aus dem Metallbelag 1 gebildet. Die Breite des .
Randstreifens ist bei Formierung durch Anlegen einer Spannung abhängig vom Metallbelag und dem vom Rand des Metallbelages nach
innen fortschreitenden Oxidationsprozeß. Dies ist vermutlich darauf
zurückzuführen, daß am Metallrand infolge der Abweichung des
Feldlinienverlaufes vom homogenen Verlauf an der Kante im Isolier stoff band 1 die maximale Feldstärke X auftritt, wodurch infolge
des dadurch-fließenden Stromes eine örtliche Erhitzung und/ oder elektrochemische Umwandlungen der Aluminiumschicht zunächst
in diesem Bereich auftritt.
Die maximale Feldstärke ist dabei gegeben durch die Beziehung
max
π r
wobei -j^_ ·, die Feldstärke im homogenen Bereich und 2 r die Dicke
des Metallbelages ist. Durch den am Rand einsetzenden Umwandlungsprozeß
'des Aluminium-Metallbelages wird dieser Rand hochohmiger·, wodurch die maximale Feldstärke in dieser Zone verringert wird und
der maximale Strom jetzt zwischen Zonen hohen Widerstandes und noch nicht umgewandeitern Metallbelag fließt. Dadurch wird der
Randstreifen so lang nach innen wachsen, bis die maximale Feldstärke
zur Umwandlung des Aluminiums nicht mehr ausreicht.
Durch eingehende Versuche wurde festgestellt, daß z.B. bei Behandlung
des Isolierstoffband es mit erhöhter Temperatur und hoher, noch
nicht zum Durchschlag führender Spannung bei Aluminiumschichten.
mit einer Stärke von 0,03 bis 0,06 μΐη. ein hochohmiger Randstreifen
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mit einer Breite von etwa 0,5 mm und bei Schichtdicken (_ 0,03
Randstreifen mit einer Breite von 1,3 mm und größer entstehen. Bei
Kondensatoren mit einer Randstreifenbreite von ca. 1,3 mm und größer traten im Bereich der Metallkanten keine Durchschläge mehr
auf. Die metallfreie Randzone 5 vom Ende des Randstreifens bis
zur Bandkante 6 betrug 3 - 5 ™ und die Dicke des aus Polypropylen
bestehenden, als Dielektrikum dienenden Isolierstoffbandes ca. 10 μια.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist, wie
anhand der Fig. 2 veranschaulicht, der Metallbelag 2 wesentlich stärker ausgebildet als der aus Aluminium bestehende und erfindungsgemä^
eine Schichtdicke von kleiner als250 A aufweisende Randstreifen
4. Der Metallbelag 2 mu.3 hierbei nicht aus Aluminium bestehen;
er kann z.B. aus Zink, Silber, Kupfer oder anderen geeigneten Metallen oder aus mehreren Schichten verschiedener Metalle bestehen.
Dies hat den Vorteil, da3 der Handstreifen 4 in eine hochohmige
Schicht umgewandelt werden kann und . der Metallbelag 2 einen sehr geringen Flächenwiderstand aufweist, so daß die mit
einem derartigen Kondensatorband gefertigten Kondensatoren einen
geringen Verlustwinkel aufweisen. Außerdem wird dadurch die Breite
des Randstreifens eindeutig begrenzt. Bei der Herstellung kann z.B.
zunächst eine Aluminiumschicht von 150-300 μΐη als Hetallbelag 2
plus Randstreifen 4· aufgebracht werden und anschließend nur der
Metallbelag 2 durch zusätzliches Auftragen von Aluminium und/oder Silber und/oder Kupfer oder dergleichen verstärkt werden.
Die Erfindung ist auch anwendbar bei Kondensatorbändern, die aus einer Lackfolie nach einem der dafür geeigneten Verfahren hergestellt
werden. Auch kann das Isolierstoffband 1 im Kondensator so eingebaut werden, daß es sich im feldfreien Raum befindet.
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Claims (5)
- Patentansprüche: ·5 ·Verfahren zur Herstellung eines mit einem Metallbelag versehenen. Isolierstoffbandes für elektrische Kondensatoren, das an einer Bandkante eine vom Metallbelag freie Randzone und der Metallbelag dort einen Randstreifen mit hohem Widerstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Randstreifen (4) aus einem Metall, insbesondere Aluminium, mit einer Stärke von < 25Ο S. aufgebracht wird, das anschließend durch einen elektrischen und/oder chemischen und/oder Temperaturprozeß bei Gegenwart von Sauerstoff und/oder Wasser zumindest zum Teil in eine hochohmige Verbindung überführt xirird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag -(2) und der Randstreifen (4) in einem Verfahrensprozeß aufgebracht werden.
- 3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag (2) in größerer Schichtstärke aufgebracht wird als der Randstreifen (4).
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, dai der Metallbelag (2) und der Randstreifen (4) aus Aluminium in einem Verfahrensprozeß, aufgebracht, werden und anschließend der Metallbelag (2) durch Aufbringen zumindest einer weiteren Metallschicht aus Silber und/oder Zink und/oder Kupfer und/oder Gold verstärkt oder elektrisch leitfähiger gemacht wird.
- 5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbelag (2) aus Silber und/oder Zink und/oder Kupfer und/oder Gold besteht.609324/037?Leerseite
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|---|---|---|---|
| DE19732359431 DE2359431C2 (de) | 1973-11-29 | 1973-11-29 | Verfahren zur Herstellung eines mit einer Metallschicht versehenen, dielektrischen Bandes für elektrische Kondensatoren |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2359431A1 true DE2359431A1 (de) | 1975-06-12 |
| DE2359431C2 DE2359431C2 (de) | 1983-02-24 |
Family
ID=5899387
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19732359431 Expired DE2359431C2 (de) | 1973-11-29 | 1973-11-29 | Verfahren zur Herstellung eines mit einer Metallschicht versehenen, dielektrischen Bandes für elektrische Kondensatoren |
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|---|---|
| DE (1) | DE2359431C2 (de) |
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|---|---|---|---|
| OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |